Possibility of Drought stress Indexing by Chlorophyll Fluorescence Imaging Technique in Red Pepper (Capsicum annuum L.)

고추의 엽록소 형광 이미지 분석법에 의한 한발스트레스 지표화 가능성

The objectives of this study focused on measuring chlorophyll fluorescence related to drought stress comparing some parameters. Almost parameters were declined although they were not significant on the basis of mean values of fluorescence of total leaf area. While the ratio of fluorescence intensity variable chlorophyll ($F_V$) to fluorescence intensity maximal chlorophyll ($F_M$) was not changed, the effective quantum yield of photochemical energy conversion in photosystemII (${\Phi}PSII$) and chlorophyll fluorescence decrease ratio ($R_{fd}$) were slightly reduced, indicating inhibition of the electron transport from quinone bind protein A ($Q_A$) to quinone bind protein B ($Q_B$). Some parameters such as non-photochemical quenching rate ($NPQ_{_-LSS}$) and coefficients of non-photochemical quenching of variable fluorescence (qN) in mid-zone of leaf and near petiole zone leaf were significantly enhanced within 4 days after drought stress, which can be used as physiological stress parameters. Decrease in ${\Phi}PSII$ could was significantly measured in all leaf zones. In conclusion, three parametric evidences for chlorophyll fluorescence responses such as ${\Phi}PSII$, NPQ, and qN insinuated the possibility of photophysiological indices under drought stress.

본 연구에서는 생육초기 고추의 한발 스트레스 조건에서 작물 생육에 미치는 영향을 구명하기 위해 엽록소 이미지형 광분석을 이용하여 엽록소 형광 매개변수를 비교분석 하였다. 비록 통계적 유의성이 인정되지는 않았지만 전체 잎의 이미지에 나타나는 형광매개변수들의 평균값은 감소하는 경향이었다. 가변형광값에대한 최대형광값의 비는 변동이 없는 반면, 광계II의 정류상태에서의 양자수득율 및 형광감쇄율은 다소 감소하였다. 이러한 현상은 퀴논 A 단백질로부터 퀴논 B 단백질로의 전자전달의 감소를 의미하였다. 잎의 중앙부위와 엽병부근에서의 비광학적 소광 및 가변형광의 비광학적 소광 상수는 한발스트레스 4일 후 유의성있게 증가하였다. 즉 생리적 스트레스 매개변수로 활용이 가능하였다. 광계II에서의 정류상태 양자수득율의 감소는 고추잎의 모든 부위에서 공통적으로 유의성있게 측정되었다. 결론적으로 ${\Phi}PSII$ ($QY_{_-LSS}$), $NPQ_{_-LSS}$, qN 등의 엽록소형광 매개변수들은 고추의 한발스트레스를 판단할 수 있는 생리적 지표로 활용 가능한 것으로 유의성이 인정되었다.